فهرست مطالب

دفاع هوافضایی - سال دوم شماره 2 (پیاپی 6، تابستان 1402)

نشریه دفاع هوافضایی
سال دوم شماره 2 (پیاپی 6، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سید علی حسینی مرادی*، حمیدرضا البرزنیا صفحات 1-16
    طیف امواج الکترومغناطیسی در باند ku تاثیرات زیادی بر تجهیزات و نیروی انسانی دارد. برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی در مقابل این طیف از امواج، روش های زیادی بکار رفته است. در این مقاله با استفاده از پلاسمای سرد یکنواخت و غیریکنواخت که از سه لایه مستطیلی شکل تشکیل شده است استفاده می شود. هر لایه پلاسما دارای پارامترهای تفکیک شده مانند ضخامت، فرکانس برخورد، خاصیت مغناطیسی، چگالی متغیر و زاویه تابش موج می باشند. موج ورودی الکترومغناطیسی دارای قطبش p تحت زوایای مختلف در باند ku در نظر گرفته می شود. با حل معادلات موج و محاسبه ضریب پذیرفتاری در تک لایه و سه لایه پلاسمایی، مقدار بهینه مجموع جذب و انعکاس محاسبه می شود. سپس با استفاده از نرم افزار متمتیکا نمودارها برحسب پارامترهای ذکر شده در تیغه تک لایه و تیغه سه لایه رسم می شوند و با استفاده از این نمودارها به مقایسه ضریب محافظت cop در حالت های تک لایه و سه لایه با در نظر گرفتن انعکاس های متوالی در موارد مغناطیسی و غیرمغناطیسی پرداخته می شود و نتایج مورد نظر ارایه می شوند. نتایج نشان می دهند که با استفاده از پلاسمای سه لایه ضریب cop را برای پهنای باند زیاد به سمت بهینه آن سوق می دهد.
    کلیدواژگان: پلاسما، باند ku، ضریب محافظت، پهنای باند، ضریب cop
  • جعفر خلیل پور*، احمد تاجور صفحات 17-33
    در این مقاله یک آنتن رکتانا میکرواستریپ با ابعاد بهینه در باند GSM جهت برداشت انرژی Rf و تبدیل آن به انرژی الکتریسیته، پیشنهاد شده است. آنتن پیشنهادی، مدل خاصی از آنتن پاپیونی می باشد که مثلث های آن به صورت 90 درجه نسبت به هم قرار گرفته اند و با کانکتور SMA به صورت دایپل تغذیه می شود. ابعاد آنتن 10×10 سانتیمتر با زیر لایه FR4 با ضخامت6/1 میلیمتر است که برای دریافت در باند فرکانسی GSM یعنی 900 و 1800 مگا هرتز طراحی شده است. گین آنتن پیشنهادیdBi 8/1 می باشد. مزیت آنتن پیشنهادی نسبت به آنتن های بررسی شده، بالا بودن ضریب بازدهی مدار مبدل RF به DC و کم حجم بودن آن می باشد. بطوریکه ضریب بازدهی بدست آمده برای آن 76% است که 12% بیش از نمونه های قبلی است. همچنین حجم اشغال شده توسط ساختار پیشنهادی حداقل 2/87% کمتر از ساختارهای ارایه شده در سایر مراجع برای این باند فرکانسی می باشد. از سوی دیگر به دلیل مسطح بودن ساختار پیشنهادی، این آنتن قابلیت بکارگیری در سطوح تخت مانند دیواره یا بدنه اجسام مختلف را دارد درحالی که آنتن های پیشنهادی در سایر مراجع 3 بعدی بوده و فاقد این قابلیت می باشند.
    کلیدواژگان: آنتن رکتانا، آنتن پاپیونی، آنتن میکرواستریپ، فرکانس GSM
  • کرامت ملک زاده فرد، علیرضا پور موید*، حمید اکبربیگلو، محمدعلی رنجبر صفحات 34-54

    هدف اصلی از طراحی سیستم کنترل دمای یک ماهواره، تامین دمای مطلوب برای کارکرد صحیح قطعات و مجموعه ماهواره می باشد. با توجه به اینکه ماهواره شرایط سرد و گرم شدیدی در طول ماموریت خود تجربه می کند، انتخاب مواد و پوشش های سطحی برای آن مشکل می شود. طراحی صورت گرفته برای مقابله با شرایط گرم، سبب افزایش توان لازم برای گرم نگه داشتن ماهواره در شرایط سرد شده و این در حالی است که تامین توان گرمایشی مورد نیاز در شرایط سرد برای ماهواره یکی از دغدغه های مهم طراحان می باشد. با توجه به محدودیت-های موجود در سیستم های فضایی در زمینه تامین انرژی، این توان باید بهینه و در حداقل مقدار ممکن باشد. در این مقاله ابتدا روند طراحی سیستم کنترل دما با استفاده از یک نمونه ماهواره شرح داده می شود و در ادامه با استفاده از انتخاب مناسب پوشش های حرارتی از بین پنج پوشش حرارتی که در اختیار طراح قرار دارد، طراحی بهینه صورت می گیرد. در بهینه سازی از روش برنامه ریزی خطی استفاده شده و هدف از بهینه کردن نیز کاهش مقدار توان مصرفی گرمکن در شرایط سرد می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که دمای ماهواره در شرایط گرم و سرد در محدوده مجاز دمایی قرار می گیرد و با استفاده از این روش، کاهش قابل توجهی در مقدار توان مصرفی گرمکن ایجاد می شود.

    کلیدواژگان: سیستم کنترل دما، ماهواره، بهینه سازی، گرمکن، پوشش حرارتی
  • محمد پورجعفرقلی*، علیرضا غلامی، محمدرضا کریمی صفحات 55-84
    در این پژوهش به بررسی عددی انتقال حرارت پره ی موتورهای احتراق داخلی مورد استفاده در پهپادها، خودروها و موتورسیکلت ها در هندسه ، پیکربندی و رژیم جریان های خنک کننده مختلف پرداخته و اولویت استفاده از هر هندسه مورد تحلیل قرار گرفت. جهت تعیین هندسه، شرایط مرزی و شبکه بندی از نرم افزار گمبیت و جهت تحلیل های مربوطه از نرم افزار فلوینت استفاده شد. همچنین برای حل جریان آشفته، از مدل k-ω استاندارد استفاده شد. نتایج نشان داد انتقال حرارت پره ها در حالت تکی به حرکت جریان روی سطح و در حالت گروهی، به نفوذ جریان بستگی دارد؛ همچنین در مجاورت جریان آرام و متلاطم، میانگین ضریب انتقال حرارت پره سهمی مقعر نسبت به پره مستطیلی، به ترتیب 336 و 24/45 درصد و نسبت به پره مثلثی 8/82 و 4/9 درصد بیشتر بوده و حجم آن نسبت به پره مستطیلی و مثلثی، به ترتیب 77/88 و 55/77 درصد کم تر می باشد. بنابراین، استفاده از پره سهمی محدب در خنک کاری تجهیزات سبک وزن، می تواند به صورت ویژه ای مورد توجه قرار گیرد. بعلاوه، بررسی جنس پره سهمی نشان داد با افزایش طول پره، تاثیر ضریب هدایت حرارتی بر انتقال حرارت افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: هندسه پره، پیکربندی پره، رژیم جریان، انتقال حرارت
  • مستانه استوار*، حسین توللی، محمدعلی کریمی، ابوالفتح پرهامی صفحات 85-96

    در چند دهه اخیر تحقیقات پژوهشی زیادی بر پایه روش های تجزیه ای گوناگونی در اندازه‎گیری اسید های آمینه در نمونه ‎های محیطی و بیولوژیکی نظیر سرم خون به دلیل نقش مهم آن ها در عملکرد اندام های حیاتی بدن و نیز تاثیر غیر مستقیم آن بر توان پدافند دفاعی صورت گرفته است. استفاده از روش حسگرهای شیمیایی رنگ سنجی به دلیل: ساده گی روش، گزینش پذیری خوب، ارزانی، تجهیزات کم، عدم نیاز به پیش آماده سازی نمونه، قابل استفاده برای همه نمونه ها خصوصا نمونه های بیولوژیکی و تشخیص با چشم برهنه توجه بسیاری از محققین را جلب کرده است. در این پژوهش از روش رنگ سنجی بر پایه آرسنازوتری(2،7 - بیس [(2- آرسنوفنیل) آزو] - 1،8- دی هیدروکسی - 3،6 - نفنالن دی سولفوریک اسید) (به عنوان حسگر شیمیایی رنگ سنجی) برای تعیین آرژنین در محیط آبی استفاده شد. افزایش آرژنین به محلول آرسنازوتری باعث تغییر رنگ قابل مشاهده از قرمز به بنفش و کاهش جذب در طول موج 536 نانومتر گردید. نقطه ی ایزوبستیک در 580 نانومتر مشاهده شد که گویای برهمکنش بین آرسنازوتری و آرژنین می باشد. محدوده دینامیکی خطی برای آزمایش جذب UV-Vis 15-340 میکرومول بر لیتر به دست آمد. حد تشخیص نیز به 04/0 میکرومول بر لیتر محاسبه شد. این روش برای تعیین آرژنین در نمونه های محیطی به کار گرفته شد که نتایج رضایت بخشی داشت.

    کلیدواژگان: حسگر شیمیایی، رنگ سنجی، آرسنازوتری، آرژنین
  • نادر قبادی*، زهرا سیاهکالی، داریوش مهرپرور، محمد فرخزادی صفحات 97-111
    لایه های نازک نانوساختار CdSe دوپ شده با نیکل در طول فرآیند رسوب گذاری که بر تغییرگذارهای (عبور) اپتیکی حاکم است، بررسی شده اند. غلظت Ni به عنوان ناخالصی در داخل مول به صورت نانوساختار لایه های نازک از طریق روش رسوب گذاری محلول شیمیایی ساده ساخته شده اند. اضافه کردن ناخالصی Ni به CdSe گذارهای جدید مربوط به NiSe در آن ایجاد می کند، به این معنی که غلظت ناچیز یون های Ni باعث ایجاد گذار جدید به CdSe می شود که نمونه دارای گاف نواری اپتیکی متعددی است.اگرچه جذب ناشی از ناخالصی را می توان به عنوان جذب در ناحیه گاف نواری زیر سطح اصلی (باند به باند) در نظر گرفت، اما جذب ناشی از داپینگ در لایه های نازک نانوساختار به اندازه جذب داخل گاف نواری نیست و انتقال نوری آنها نوار به باند است.دارای خطوط گسترده و قدرتمند در طیف های جذبی هستند. نظمی در تغییر گاف نواری با افزایش غلظت ناخالصی وجود دارد به طوری که افزایش یون های باعث کاهش گاف نواری اپتیکی بهev 1.59 می شود، گاف نواری اپتیکی برای CdSe در حالت حجیم ev1.74 است، بنابراین روش اضافه کردن ناخالصی فاصله باند نوری CdSe را کاهش می دهد که به طور متوسط روش ناخالصی ساختار جدید را ایجاد می کند. ه می توان انرژی اورباخ نمونه ها را از طیف جذبی بدون نیاز به تعیین ضریب جذب از تعیین ضخامت لایه تعیین کرد. راندمان تخریب برای CdSe خالص 86٪است در حالی که نمونه CdSe دوپ شده با نیکل راندمان تخریب را تا 93٪ افزایش میدهد
    کلیدواژگان: آلایش نیکل، رسوب محلول شیمیایی، لایه نازک نانوساختار، انرژی اورباخ
|
  • Seyed Ali Hosseini Moradi *, Hamidreza Alborznia Pages 1-16
    The spectrum of electromagnetic waves in ku band has a great impact on equipment and manpower. Many methods have been used to protect electronic equipment against this range of waves. In this paper, uniform and non-uniform cold plasma consisting of three rectangular layers is used. Each plasma layer has different parameters such as thickness, impact frequency, magnetic property, variable density and wavelength of radiation. The electromagnetic input wave with p polarization is considered at different angles in the ku band. By solving the wave equations and calculating the acceptance coefficient in single and triple plasma layers, the optimal value of total absorption and reflection is calculated. Then, using Mathematica software, the diagrams are drawn according to the parameters mentioned in the single-layer blade and the three-layer blade. Using these diagrams, the cop protection coefficient in single-layer and three-layer states is compared by considering consecutive reflections in magnetic and non-magnetic cases, and the desired results are presented. The results show that using three-layer plasma leads the cop coefficient to its optimum for high bandwidth.
    Keywords: Plasma, Ku band, Protection factor, Bandwidth, cop coefficient
  • Ahmad Tajvar Pages 17-33
    In this article, a rectana microstrip antenna with optimal dimensions in the GSM band is proposed to harvest Rf energy and convert it into electricity. The proposed antenna is a special model of bow-tie antenna whose triangles are placed at 90 degrees to each other and it is fed in dipole form with SMA connector. The dimensions of the antenna are 10 x 10 cm with an FR4 substrate with a thickness of 1.6 mm, which is designed to receive in the GSM frequency band, i.e. 900 and 1800 MHz. The recommended antenna gain is 1.8dBi. The advantage of the proposed antenna compared to the examined antennas is the high efficiency of the RF to DC converter circuit and its small size. So that the efficiency factor obtained for it is 76%, which is 12% more than the previous examples. Also, the volume occupied by the proposed structure is at least 87.2% less than the structures presented in other references for this frequency band. On the other hand, due to the flatness of the proposed structure, this antenna has the ability to be used on flat surfaces such as the wall or body of various objects, while the antennas proposed in other references are 3D and lack this capability.
    Keywords: Rectana antenna, bowtie antenna, microstrip antenna, GSM frequency
  • Keramat Malakzadeh Fard, Alireza Pourmoayed *, Hamid Akbarbeyglou, MohammadAli Ranjbar Pages 34-54

    The main design goal of thermal control subsystem is to keep the temperature of the satellite equipment within specified margins. Satellite experienced extreme hot and cold conditions during the mission, so it is difficult to choose the materials and surface coatings for these conditions. If design is done to deal with hot conditions, satellite power for keeping warm in cold conditions is increased and this is while supply of required power for heating the satellite in cold conditions is one of the important design concerns. Due to restrictions in space systems for power supply, the value of power for thermal control subsystem should be optimal. This paper describes the process of designing a thermal control subsystem of small satellites using a simple model. In the present study, the thermal design is done by using the optimal choice for the radiator cover. This design has been done in a way that the least amount of heater power is required. For this purpose, optimization and linear programming have been used. Simulation results show that satellite temperature in warm and cold conditions is in the range and this method significantly reduces the amount of required power heater.

    Keywords: Thermal Control Subsystem, Satellite, Optimization, Heater, Surface Finish
  • Mohammad Pourjafargholi *, Alireza Gholami, Mohammadreza Karimi Pages 55-84
    In this study, the numerical investigation is carried out for fin heat transfer used in internal combustion engines in drones, cars, and motorcycles, while the geometry, configuration, cooling flow regime, and priority of using each of them was studied at different conditions. Also, introduction of geometry, boundary condition and meshing was done by GAMBIT and the numerical solution was done by FLUENT while the K-ω was preferred turbulent model. It found that the heat transfer of singular and group fins was dependent on the flow behavior on the surface and its penetration respectively. Also, the average heat transfer coefficient in convex parabolic fin against the laminar and turbulent flow was 336 and 45.24 percent more than rectangular and 82.8 and 9.4 percent more than triangular, respectively, while its volume was less than 88.77 and 77.55 percent in comparison with rectangular and triangular respectively. So this fin can be considered in the cooling of light equipment engines. Also, the results of material effects on parabolic fin heat transfer showed a change of conductivity could be effective only for tall fins.
    Keywords: Fins Geometry, Fins Configuration, Flow Regime, Heat Transfer
  • Mastaneh Ostovar *, Hosain Tavallali, MohamadAli Karimi, Abolfath Parhami Pages 85-96

    In the last few decades, a lot of research has been done based on various analytical methods in the measurement of amino acids in environmental and biological samples such as blood serum due to their important role in the functioning of the body's vital organs and also its indirect effect on the defense power. The use of colorimetric chemical sensors has attracted the attention of many researchers due to the simplicity of the method, good selectivity, cheapness, low equipment, no need for pre-preparation of the sample, usable for all samples, especially biological samples and detection with the naked eye. In this research, the colorimetric method based on ArsenazoIII (2,7-bis[(2-arsonophenyl) azo]-1,8-dihydroxy-3,6-naphthalenedisulfonic acid) (AAIII) (as a colorimetric chemical sensor) was used to determine arginine in aqueous medium. The addition of arginine to AAIII solution caused a visible color change from red to purple and a decrease in absorption at 536 nm wavelength. An isosbestic point was observed at 580 nm, which indicates the interaction between AAIII and arginine. The linear dynamic range for the UV-Vis absorption test was 15-340 μmolL-1. The detection limit was calculated to be 0.04 μmolL-1. This method was used to determine arginine in environmental, which had satisfactory resuls.

    Keywords: Chemosensor, Colorimetry, ArsenazoIII, Arginine
  • Nader Ghobadi *, Zahra Siahkali, Dariush Mehrparvar, Mohammad Farrokhzadi Pages 97-111
    The Ni doped CdSe nanostructured thin films during deposition procedure that govern altering of the optical transitions have been investigated. Concentration of Ni as doping inside CdSe from 0.03 mol in form of nanostructured thin layers have been fabricated through a simple chemical solution deposition approach. Doping of the Ni to CdSe add the new transitions in related to NiSe, means the tiny concentration of Ni ions create the new transition to CdSe that sample have multiple optical bandgap. Although absorption due to impurity can be considered as absorption inside band gap region below the fundamental (band-to-band) but absorption due to doping in nanostructured thin films aren’t as absorption inside band gap and their optical transitions are band to band so have broad lines and powerful in absorption spectra. There is an order in band gap changing with doping concentration raising so that increasing of the Ni2+ions decreases the optical band gap to 1.59eV although optical band gap for CdSe in bulk state is 1.74eV , so doping procedure decreases optical bandgap of CdSe that is mean doping procedure creates the new structure. It has shown that it’s possible to determine the Urbach energy of the samples from the absorption spectrum without the need to determine the adsorption coefficient from the determination of thickness.
    Keywords: Ni doping, chemical solution deposition, Nanostructure thin film, Urbach energy